不會吧?我們現在是一腳踏進時光機了嗎?大家都知道「磁帶」是……「古董級」技術了啊!現在所有的儲存應用不是都採用固態硬碟(SSD)或硬碟驅動器(HDD)記憶體嗎?

答案說對也不完全對。最近在《華爾街日報》(The Wall Street Journal)上有一篇文章——「企業尋求傳統技術對抗新的威脅」(Companies Look to an Old Technology to Protect Against New Threats)中提到,許多公司為了預防萬一,再度將資料儲存於磁帶上。這並不僅僅是一種軼事趣聞:市場上還有一些強力的數據佐證磁帶單位出貨量增加,以及有越來越多的資料量被儲存在磁帶上。

磁帶雖然不像SSD或HDD記憶體那麼容易存取,但這種屬性也是它的一項優點,尤其是當遇到「最糟糕」的情況發生時,它能展現其強勁且緩慢恢復的機制。此外,由於磁帶無法「連線」,所以駭客也不太可能存取。《華爾街日報》的這篇文章指出,「政府、金融服務公司、醫療保險公司以及其他受監管的產業仍然將磁帶作為數位記錄的備援系統。現在,還有一些公司開始回頭尋求磁帶技術,因為駭客在滲透其防範措施方面變得越來越厲害了。」

如果你還停留在磁帶就是那種一大捲磁盤的老舊想法,那才真是落伍了;事實上,現在只剩下一些檔案磁盤還能幸運地找到播放裝置。目前,磁帶產業已在易於操作的磁帶盒上進行標準化,使其得以在磁帶驅動「場」的較大陣列配置下,透過機械手臂播放與倒帶,如表中所示。甚至在國際磁帶儲存委員會(Tape Storage Council)的協助下,也開始出現一些標準,致力於定義外形尺寸與格式等等。Tape Storage Council是2012年成立的業界組織,旨在促進磁帶儲存產業的技術創新與應用。

20171109_MagTape_NT31P1 現代的磁帶驅動裝置(LTO-7)可配備速度高達750MB/s (2.7TB/hr)的備份與還原性能,每個卡匣可支援15TB容量的資料(來源:Quantum Corp.)

兩項關鍵標準:LTFS與LTO

磁帶技術的兩項關鍵標準是線性磁帶檔案系統(Linear Tape File System;LTFS)——能讓磁帶「幾乎」像是HDD一樣使用;以及1990年代晚期開發的線性磁帶開放(LTO)標準,用於作為當時專有磁帶格式的替代開放標準。在Tape Storage Council最近發表的「技術進步推動磁帶擴展新市場」(Technology Advances Propel Tape to New Markets)報告中,簡單扼要地敘述了磁帶技術的最新進展與應用。

對於磁帶與SDD或HDD的比較並不僅限於安全性;Tape Storage Council認為可靠性和誤碼率(BER)方面也值得關注。如下圖,Quantum LTO-7每1019位元出現一次錯誤,而頂規的HDD平均1016位元出錯一次,這之間高達3個數量級的差異著實令人印象深刻。磁帶和HDD之間的其他性能比較也值得注意,甚至可能破解傳統的迷思。

20171109_MagTape_NT31P2 比較不同的資料儲存媒體顯示,高性能磁帶提供最低誤碼率,甚至較其他技術更優1,000倍 (來源:Tape Storage Council)

磁帶系統同時也是一種微型的類比訊號、無線傳輸鏈路,即使所儲存的資料是數位的。從很多方面來看,它類似於RF通道,除了RF被磁場取代為能量傳輸。此外,它還存在著抖動、訊號雜訊比(SNR)、符號間干擾、訊號強度變化等影響RF「無線」鏈路的所有問題。

當然,讀取通道從類比前置放大器(盡可能靠近讀取頭本身進行安裝)以及可變增益放大器(VGA)開始。但那只是類比訊號處理的開始,因為先進的磁帶系統使用具有部份響應、最大似然(PRML)訊號檢測電路的讀取通道,從而使實現成功與零錯誤資料還原的機會最大化(儘管通道不規則)。雖然實體尺度可能遠比RF鏈路更小,但訊號路徑區塊是類似的。

在此似乎存在有悖於「回到未來」的發展元素。磁帶不僅是第一個高密度的資料儲存機制(比起HDD更早的多),也是早期的「業餘愛好者」——個人電腦(PC)採用飛利浦的消費級音訊磁帶盒作為低成本儲存媒體(當然是低速且低容量),透過「開機加載程式」(boot loader)載入作業系統以及儲存程式與資料。而今,對於業餘愛好和商業應用而言,現在使用磁帶並不划算,特別是高密度的HDD價格更合理且可隨機存取,但潛在的磁帶技術仍然具有至關重要的作用——甚至還有「捲土重來」的發展趨勢。

老樣子,我想再次重申:只要與技術有關,對於看來似乎是過時的技術也「永遠不要說不可能」。等到有一天「改朝換代」了,它可能會「重現江湖」,甚至變得更可用或更具吸引力,成為解決新問題的好辦法。

您是否使用過先進的LTO/LTFS磁帶技術?或者,你以前曾經使用過磁帶儲存嗎?

編譯:Susan Hong

(參考原文:The Hottest Data-Storage Medium Is…Magnetic Tape?,by Bill Schweber)